Biogazownie. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Alternatywne źródła energii

 Komentarze do artykułu

Typowe typy biogazowni

Rozpowszechnione na świecie typy biogazowni są klasyfikowane według sposobów załadunku surowców, metod pozyskiwania biogazu, materiałów użytych do ich budowy, zastosowania dodatkowych urządzeń, poziomego lub pionowego usytuowania reaktora, podziemnego lub konstrukcje naziemne.

Metody pobierania

Ze względu na sposób załadunku surowców można wyróżnić dwa typy biogazowni:

• Instalacje wsadowe są w pełni ładowane surowcami, a następnie po pewnym czasie przetwarzania całkowicie opróżniane. Do tego rodzaju załadunku nadają się instalacje dowolnej konstrukcji i dowolnego rodzaju surowca, jednakże instalacje takie charakteryzują się niestabilną produkcją biogazu.
• Instalacje ciągłego załadunku codziennie ładowane są małymi porcjami surowców. Podczas załadunku nowych surowców wyładowywana jest równa część przetworzonego osadu. Surowce przetwarzane w takich instalacjach muszą być płynne i jednorodne. Produkcja gazu konsekwentnie i ilościowo przewyższa wolumen biogazu produkowanego w biogazowniach okresowych. Prawie wszystkie zakłady budowane obecnie w krajach rozwiniętych działają w trybie ciągłego załadunku.

Metody zbierania biogazu

Wygląd biogazowni zależy od wybranej metody odbioru biogazu.

Ryc.11. Fabryka balonów na Sri Lance. Źródło: Przewodnik referencyjny SNV na temat zmian klimatycznych i energii wiejskiej, 2004

Ryc.12. Instalacja typu kanałowego. Źródło: „Biomass Energy Systems”, ACRE, australijski CRS for Renewable Energy Ltd, wwwphys.murdoch.edu.au/acre/

Instalacje butlowe to żaroodporna torba (cylinder) z tworzywa sztucznego lub gumy, w której połączony jest reaktor i zbiornik gazu. Rury do załadunku i rozładunku surowców są przymocowane bezpośrednio do tworzywa sztucznego reaktora. Ciśnienie gazu osiąga się dzięki rozciągliwości worka oraz dzięki dodatkowemu obciążeniu, które spada na worek. Zaletami takiej instalacji są niski koszt, łatwość poruszania się, prostota konstrukcji, wysoka temperatura fermentacji dla reżimu psychofilnego, łatwość czyszczenia reaktora, załadunek i rozładunek surowców. Wadami takiej instalacji jest krótki okres eksploatacji (2-5 lat), duża podatność na wpływy zewnętrzne i mała możliwość tworzenia dodatkowych miejsc pracy.

Ryc.13. Instalacja ze stałą kopułą Źródło: Informacje AT: Biogas, Projekt GTZ Służba informacyjna i doradcza w zakresie odpowiedniej technologii (ISAT), Eshborn, Deutschland, 1996

Odmianą instalacji balonowych są instalacje kanałowe, które zwykle są pokryte tworzywem sztucznym i chronione przed bezpośrednim działaniem promieni słonecznych. Instalacje tego typu są często stosowane w krajach rozwiniętych, szczególnie przy oczyszczaniu ścieków. Urządzenia z miękkim dachem mogą być zalecane do stosowania, gdy ryzyko uszkodzenia gumowego płaszcza reaktora jest niewielkie i gdy temperatura otoczenia jest wystarczająco wysoka.

Instalacje kopułowe składają się z zamkniętego reaktora kopułowego i zbiornika wyładowczego, zwanego również zbiornikiem wyrównawczym. Gaz gromadzony jest w górnej części reaktora – kopule. Po załadunku kolejnej porcji surowca przetworzony surowiec wpychany jest do zbiornika wyrównawczego. Wraz ze wzrostem ciśnienia gazu zwiększa się poziom przetworzonych surowców w zbiorniku wyrównawczym.

Chińskie instalacje z kopułką stałą są najpowszechniejszym typem wszystkich tego typu instalacji. W Chinach zbudowano i eksploatuje się ponad 12 milionów takich jednostek.

Stosowanie gazu w sprzęcie AGD komplikuje zmiany ciśnienia gazu. Prawie niemożliwe jest dostosowanie palników i innych urządzeń gospodarstwa domowego w celu uzyskania optymalnej wydajności. Jeżeli wymagane jest stałe ciśnienie gazu, zaleca się zainstalowanie w reaktorze regulatora ciśnienia lub wybranie innej konstrukcji instalacji.

Reaktory kopułowe to zwykle zbiorniki ceglane lub betonowe. Instalacje takie zasypuje się od góry ziemią i napełnia gazem tak, aby utrzymać ciśnienie wewnętrzne (do 0,15 bara). Ze względów ekonomicznych minimalna zalecana wielkość reaktora wynosi 5 m3. Znane są tego typu instalacje o objętości reaktorów do 200 m3.

Zbiornik gazu to górna część instalacji kopułowej stałej (miejsce gromadzenia gazu), którą należy uszczelnić. Cegła i beton nie są szczelne, dlatego tę część instalacji należy pokryć warstwą substancji gazoszczelnej (lateks, farby syntetyczne). Szansą na zmniejszenie ryzyka pęknięć zbiornika gazu jest wykonanie słabego pierścienia w murze reaktora. Pierścień taki stanowi elastyczne połączenie dolnej (wodoszczelnej) i górnej (gazoszczelnej) części półkulistej konstrukcji instalacji. Zapobiega rozprzestrzenianiu się pęknięć na skutek ciśnienia hydrostatycznego w dolnych częściach reaktora do górnej części zbiornika gazu.

Ryc.14. Instalacja z pływającą kopułą we wsi Sadovoe, obwód lityński, obwód winnicki, Ukraina Źródło: TERRA SFG is.svitonline.com/teppa/

Ryc.15. Indyjska norma dotycząca budowy instalacji z pływającą kopułą Źródło: Informacje AT: Biogas, projekt GTZ Służba informacyjna i doradcza w zakresie odpowiedniej technologii (ISAT), Eshborn, Deutschland, 1996

Instalacje z pływającą kopułą składają się zwykle z podziemnego reaktora i ruchomego zbiornika gazu. Uchwyt gazu unosi się bezpośrednio w surowcu lub w specjalnej kieszeni wodnej. Gaz magazynowany jest w zbiorniku gazu, który podnosi się lub opada w zależności od ciśnienia gazu. Zbiornik gazu wsparty jest na specjalnej ramie zabezpieczającej przed wywróceniem. Jeśli zbiornik gazu unosi się w specjalnej kieszeni wodnej, jest on chroniony przed wywróceniem.

Zaletami tej konstrukcji jest łatwość codziennej obsługi, łatwość określenia objętości gazu z wysokości, na jaką podniósł się zbiornik gazu. Ciśnienie gazu jest stałe i zależy od ciężaru zbiornika gazu. Budowa instalacji z pływającą kopułą nie jest trudna, a błędy projektowe zwykle nie prowadzą do większych problemów z produkcją gazu. Wadami tej konstrukcji są wysoki koszt reaktora stalowego i duża wrażliwość żelaza na korozję. Dlatego instalacje z pływającą kopułą mają krótszą żywotność niż instalacje z zamontowaną na stałe górą.

W przeszłości instalacje z pływającymi kopułami budowano głównie w Indiach. Instalacje takie składają się z cylindrycznego lub kopułowego reaktora ceglanego lub betonowego oraz pływającego zbiornika gazu.

Zbiornik gazu unosi się w specjalnej kieszeni wodnej lub bezpośrednio w surowcu i posiada wewnętrzną lub zewnętrzną ramę, która zapewnia stabilność i utrzymuje zbiornik gazu w pozycji pionowej. Przy produkcji biogazu zbiornik na gaz unosi się wyżej, podczas korzystania z gazu obniża się. Instalacje tego typu wykorzystywane są głównie do przetwarzania obornika, odpadów organicznych i odchodów w trybie ciągłym tj. codzienne pobieranie. Najczęściej budowane są w gospodarstwach średniej wielkości (reaktor: 5-15 m3) lub w dużych kompleksach rolno-przemysłowych (reaktor: 20100 m3).

Instalacje poziome i pionowe

Wybór lokalizacji reaktora roślinnego zależy od sposobu załadunku i dostępności wolnego terenu w gospodarstwie. Instalacje poziome wybiera się ze względu na ciągły sposób załadunku surowców oraz jeśli jest wystarczająca ilość miejsca. Instalacje pionowe są bardziej odpowiednie do wsadowego załadunku surowców i służą w razie potrzeby w celu zmniejszenia przestrzeni zajmowanej przez reaktor.

Instalacje podziemne i naziemne

Przy wyborze lokalizacji zakładu należy wziąć pod uwagę topografię i wykorzystać ją do optymalizacji wydajności zakładu. Przykładowo bardzo wygodnie jest umieścić instalację na pochyłości, tak aby otwór zasilający był wystarczająco niski, surowiec w reaktorze przemieszczany był z lekkim nachyleniem w stronę otworu wylotowego, który znajdowałby się na małej wysokości dla łatwego załadunku w pojazdy.

Kolejnym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę przy wyborze zakładu, jest lepsza izolacyjność termiczna instalacji podziemnych, w tym słaby wpływ dobowych zmian temperatury na proces fermentacji surowców, gdyż temperatura gruntu na głębokości większej niż 1 metr nie dużo zmienić.

Reaktory metalowe, betonowe i ceglane

Instalacje można rozróżnić po materiałach, z których wykonany jest reaktor. Reaktory betonowe są zwykle budowane pod ziemią. Reaktor betonowy ma kształt cylindryczny, a niewielkie jednostki (do 6 m3) można wytwarzać na bazie przenośnika. Do uszczelnienia reaktora wymagane są specjalne środki. Zalety: Niskie koszty konstrukcji i materiałów, możliwość produkcji masowej. Wady: duże zużycie dobrej jakości betonu, potrzeba wykwalifikowanych budowniczych i duża ilość siatki drucianej, względna nowość i design, potrzeba specjalnych środków zapewniających szczelność zbiornika gazu.

Rys.16. Biogazownia zlokalizowana na zboczu

Ryc.17. Budowa reaktora ceglanego na Kubie. Źródło: V. Niekrasow „Mikrobiologiczna beztlenowa konwersja biomasy”, niepublikowane, 2002

Reaktory ceglane budowane są dla instalacji podziemnych ze stałym lub pływającym zbiornikiem gazu i mają zaokrąglony kształt. Zalety: Niska początkowa inwestycja i długa żywotność, brak ruchomych i rdzewiejących części, zwarta konstrukcja, oszczędność miejsca i dobra izolacja, konstrukcja tworzy lokalne miejsca pracy. Umiejscowienie pod ziemią pozwala na zmniejszenie powierzchni zajmowanej przez instalację oraz zabezpiecza reaktor przed nagłymi zmianami temperatury. Wady: Ceglany zbiornik gazu wymaga specjalnych powłok zapewniających szczelność i wysoką jakość wykonania, często zdarzają się wycieki gazu, praca instalacji jest słabo kontrolowana ze względu na położenie pod ziemią, instalacja wymaga dokładnego obliczenia poziomów budynku, ogrzewanie surowców w reaktorze jest bardzo trudne i kosztowne wdrożyć. Dlatego instalacje ceglane można zalecać do stosowania wyłącznie w ciepłych krajach i z wykwalifikowanym personelem.

Reaktory metalowe nadają się do wszystkich typów instalacji, są szczelne, wytrzymują wysokie ciśnienie i są łatwe w produkcji. Często można wykorzystać istniejące pojemniki. Metal jest jednak stosunkowo drogi i wymaga konserwacji, aby zapobiec rdzy.

Dodatkowe urządzenia

Jako przykład zastosowania dodatkowych urządzeń można uznać konstrukcję biogazowni typową dla krajów rozwiniętych.

Pojemnik do mieszania surowców może mieć różne rozmiary i kształty, w zależności od surowców. Zwykle pojemnik zawiera śmigła do mieszania lub mielenia surowca oraz pompę do ładowania surowca do reaktora. Czasami instaluje się urządzenia do wstępnego podgrzewania surowca, aby zapobiec spowolnieniu procesu fermentacji surowca w reaktorze.

Reaktor jest zwykle izolowany termicznie i wykonany z betonu lub stali. Aby zoptymalizować przepływ surowców, duże reaktory mają wydłużony kształt. Surowiec jest mieszany przez wolno poruszające się wirniki lub biogaz. Istnieją instalacje składające się z dwóch lub więcej reaktorów.

Zbiornik gazu jest albo wykonany z elastycznego materiału i umieszczony nad zbiornikiem reaktora, albo wykonany ze stali i umieszczony obok reaktora.

Magazyn służy do przechowywania bionawozów w zimie i może być otwarty lub zamknięty i podłączony do zbiornika na gaz w celu gromadzenia pozostałości biogazu. Bionawozy miesza się przed zastosowaniem na polach.

Biogazownie w Kirgistanie

Według stanu na 2010 r. w Kirgistanie działa ponad 50 instalacji, z których niestety działa tylko około 70%. Wszystkie instalacje budowane w Kirgistanie można podzielić na 4 typy ze względu na sposób mieszania i załadunku surowców, obecność systemu grzewczego i izolacyjnego.

Cechą wspólną wszystkich instalacji jest reaktor stalowy, najczęściej używany kontener do przechowywania produktów naftowych lub wody, cysterny kolejowe.

Rośliny bez ogrzewania i izolacji z ręcznym mieszaniem surowców dystrybuowane w regionach Naryn, Talas i Issyk-Kul. Pojemnikiem do mieszania surowców jest zwykle beczka, w której surowce rozcieńcza się wodą. Reaktor nie jest izolowany i wykonany jest ze stalowych zbiorników. Ze względu na brak izolacji i ogrzewania reaktora, w okresie ciepłym elektrownie pracują w trybie psychofilnym.

Załadunek surowców do reaktora odbywa się metodą okresową, z częstotliwością 2 i więcej razy w roku, ręcznie.

Ryc.18. Typowa dla krajów rozwiniętych biogazownia ze zbiornikiem na gaz miękki. Źródło: Informacje AT: Biogas, Projekt GTZ Serwis informacyjny i doradczy w sprawie odpowiedniej technologii (ISAT), Eshborn, Deutschland, 1996

Załadunek i rozładunek surowców jest obarczony trudnościami ze względu na nieprzemyślaną konstrukcję zakładu. Surowiec mieszany jest ręcznie raz dziennie za pomocą mieszadła zainstalowanego w reaktorze. Gaz jest zwykle używany bezpośrednio do gotowania.

Przykład 1: Przykładem takiej instalacji jest biogazownia Duishenova Farhata we wsi. Kyzył-Charba, obwód Talas w Kirgistanie (ryc. 18.1).

Zakład został wybudowany w 2003 roku ze środków grantowych UNDP GEF w celu produkcji biogazu do ogrzewania i gotowania oraz pozyskiwania płynnych nawozów organicznych z odchodów 2 hodowli bydła, odchodów owiec i drobiu z sąsiednich gospodarstw. Instalacja składa się z jednego nieogrzewanego reaktora naziemnego o pojemności 5 m3 z ręcznym załadunkiem, rozładunkiem i mieszaniem surowców.

Po instalacji wiosną 2003 roku fabryka została załadowana 3 tonami surowca iw miesiącach letnich pracowała w trybie psychofilnym. Biogaz latem wystarczał jedynie do gotowania. Od 2003 roku nie prowadzono rozładunku i załadunku surowców.

Wady konstrukcyjne obejmują niedoskonałość ręcznego systemu mieszania, skrajne niedogodności przy załadunku i rozładunku surowców. Brak izolacji i nagrzania reaktora powoduje, że instalacja nie nadaje się do całorocznej, wydajnej pracy i jest nieopłacalna ekonomicznie.

Ryc.18.1. Wygląd i schemat biogazowni we wsi. Kyzył-Charba. Zdjęcie: Vedeneva T., OF "Fluid" otwór załadunkowy; 3 - urządzenie do mieszania surowców; 4 - rura rozładowcza.

Brak urządzenia zabezpieczającego w reaktorze może prowadzić do pęknięcia reaktora na skutek nadciśnienia. Nie ma instrukcji obsługi instalacji i nie przeprowadzono szkolenia personelu obsługującego.

Instalacje z ogrzewaniem i izolacją oraz ręcznym mieszaniem surowców występują w regionie Issyk-Kul w Kirgistanie. Pojemnikiem do mieszania surowców jest zazwyczaj beczka, w której surowce są ręcznie rozcieńczane wodą. Reaktor jest izolowany i podgrzewany do temperatur mezofilowych lub termofilnych za pomocą elektrycznego systemu grzewczego, który podgrzewa wodę krążącą w rurach reaktora. Surowiec zasypywany jest do reaktora w sposób ciągły i raz dziennie mieszany ręcznie za pomocą mieszadła zainstalowanego w reaktorze. Gaz jest zwykle wykorzystywany bezpośrednio do gotowania lub gromadzony w oddzielnym zbiorniku gazu. Magazyn służy do przechowywania nawozu przed jego rozsiewem na polach.

Przykład 2: Przykładem takiego zakładu jest zakład Mamunov Kamyl w Karakol, obwód Issyk-Kul, Kirgistan. Zakład składa się z jednego podziemnego reaktora ogrzewanego o pojemności 5 m3 z ręcznym załadunkiem, rozładunkiem i mieszaniem surowców. Zakład został wybudowany w 2004 roku na własny koszt w celu produkcji biogazu do celów grzewczych i sprzętu AGD oraz płynnych nawozów organicznych oraz przetwarza obornik 12 sztuk bydła z sąsiedniego gospodarstwa.

Ryc.19. Wygląd i schemat biogazowni w mieście Karakol. Zdjęcie: Vedeneva T., OF „Fluid”: 1 - kocioł na gorącą wodę; 2 - reaktor; 3 - otwór załadowczy; 4 - zawór bezpieczeństwa; 5 - mieszalnik gazu; 6 - manometr; 7 - pośredni zbiornik gazu; 8 - odbiornik; 9 - uszczelnienie wodne; 10 - zbiornik magazynowy; 11 - zbiornik gazu; 12 - sprężarka; 13 - środek rozładunku surowców.

Po zamontowaniu wiosną 2004 roku jednostka pracuje w gospodarstwie w trybie termofilnym. Instalacja była ładowana co tydzień, a wytwarzany biogaz wykorzystywano do gotowania. Wyładowany nawóz wykorzystano do nawożenia zubożonej działki pod ziemniaki, uzyskując dobre wyniki plonowania. Zaleca się dopracowanie projektu załadunku i rozładunku surowców oraz zmianę projektu instalacji grzewczej na biogaz produkowany przez zakład. Instalacje takie przystosowane są do całorocznej pracy w warunkach Kirgistanu.

Instalacje z ogrzewaniem i izolacją reaktora oraz pneumatycznym mieszaniem surowców dystrybuowany w regionie Chui w Kirgistanie. Pojemnik do mieszania surowców może mieć różne rozmiary i kształty, w zależności od surowców. Surowiec rozcieńcza się ciepłą wodą, aby zapobiec spowolnieniu procesu przetwarzania surowca w reaktorze. Reaktor jest izolowany i wykonany ze zbiorników stalowych. Surowiec jest mieszany pneumatycznie i podgrzewany do temperatury mezofilowej lub termofilnej. Istnieją instalacje składające się z dwóch lub więcej reaktorów. Gaz jest zwykle gromadzony w wolnostojącym zbiorniku, który jest również zwykle zbiornikiem stalowym. Gaz wykorzystywany jest do ogrzewania pomieszczeń i gotowania. Magazyn służy do przechowywania bionawozów.

Przykład 3: Przykładem takiej instalacji jest instalacja Zarya Dżamaat we wsi. Rejon Teploklyuchenka Ak-Suu, obwód Issyk-Kul w Kirgistanie ryc.21. Elektrownia ta powstała w 2010 roku w ramach projektu Komisji Europejskiej dotyczącego wprowadzenia technologii mikroelektrowni wodnej i biogazu. Składa się z jednego poziomego reaktora (50 m3) z pneumatycznym załadunkiem i mieszaniem, automatyczną selekcją produkowanego biogazu. Zakład przetwarza obornik od 70-90 sztuk bydła - około 3-3,3 tony obornika dziennie.

Ryc.21. Instalacja dżamaatu „Świt” we wsi. Rejon Teploklyuchenka Ak-Suu, obwód Issyk-Kul w Kirgistanie: 1 - Bunkier magazynowy; 2 - Zbiornik mieszający; 3 - Reaktor; 4 - Sprężarka; 5 - Odbiornik; 6 - Zbiornik gazu; 7 - Kocioł na gorącą wodę

Oprócz reaktora biogazownia składa się z:

• odbiornik obornika;
• bunkier załadunkowy o objętości 3 m3;
• oddzielacz wody;
• filtr siarkowodoru;
• kompresor;
• zbiornik gazu o pojemności 10 m3;
• dwa odbiorniki;
• szafa sterownicza elektryczna;
• urządzenie kielichowe do nadmiaru biogazu.

Reaktor poziomy o pojemności 50 m3 pracuje w trybie mezofilnym. Aby utrzymać optymalną temperaturę, stalowy reaktor jest izolowany i umieszczony pod ziemią. Do ogrzewania załadowanego surowca służy bunkier załadunkowy, który jest ogrzewany gazem. W kotłach gazowych do ogrzewania stosuje się palniki na podczerwień.

Instalacje z ogrzewaniem i izolacją reaktora oraz hydraulicznym mieszaniem surowców. Dwie takie instalacje znajdują się w regionie Chui w Kirgistanie, jedna w regionie Osz. Pojemnik do mieszania surowców może mieć różne rozmiary i kształty. Reaktor jest izolowany i wykonany ze zbiorników stalowych. Surowiec jest mieszany hydraulicznie i podgrzewany do temperatury mezofilowej. Magazyn służy do przechowywania bionawozów w okresie zimowym.

Przykład 4: Przykładem takiej instalacji jest instalacja fermy drobiu „2T” w mieście Kant, region Chui w Republice Kirgiskiej. Instalacja składa się z trzech podwyższonych reaktorów ogrzewanych, każdy o objętości 25 m3, z hydraulicznym załadunkiem, rozładunkiem i mieszaniem surowców za pomocą pomp odśrodkowych.

Ryc.21a. Wygląd i schemat biogazowni w Kancie. Zdjęcie: Vedeneva T., OF "Fluid". 1 - reaktory; 2 - lej załadowczy surowca; 3 - pojemnik do przygotowania surowców; 4 - pompy do pompowania i mieszania surowców; 5 - zaparcia; 6 - pojemniki do przechowywania nawozów.

Zbiorniki bioreaktora pokryte są warstwą termoizolacyjną. Ogrzewanie przetworzonej biomasy w pierwszym zbiorniku reaktora odbywa się automatycznie przez wodny generator ciepła, aw drugiej i trzeciej komorze poprzez otwarcie żaluzji w celu ogrzania ich energią słoneczną. W chłodne dni drzwi zamykają się, a ciepło wewnątrz pojemników jest zatrzymywane przez warstwę osłony termicznej.

Zakład powstał w 2002 roku na koszt własny właścicieli fermy drobiu i może przerabiać do 5 ton surowca dziennie. Po zamontowaniu instalacja pracowała 3 miesiące w trybie mezofilnym, po czym została zawieszona. Instalacja była ładowana raz w tygodniu, wyładowany nawóz wsypywano do magazynu i sprzedawano ludności. Nie stosowano biogazu.

Pracę instalacji wstrzymano ze względu na nieopracowaną technologię stosowania nawozów płynnych. Konstrukcja instalacji nie przewiduje wykorzystania wyprodukowanego biogazu, niedoskonałość wskaźnika poziomu surowca w reaktorach prowadzi do niedokładności w załadunku surowca. Generalnie instalacja działa.

Budowa biogazowni

Przed przystąpieniem do budowy biogazowni należy uwzględnić warunki niezbędne do jej sprawnego funkcjonowania. Awaria lub słaba wydajność biogazowni jest zwykle wynikiem błędów planistycznych. Konsekwencje takich błędów mogą być zauważalne od razu lub po kilku latach eksploatacji instalacji. Staranne i kompleksowe planowanie jest niezbędne, aby wyeliminować błędy, zanim spowodują one nieodwracalne szkody.

Planowanie budowy biogazowni rolniczych należy rozpocząć od określenia potencjału produkcji biogazu i bionawozów w oparciu o ilość dostępnego surowca, a także ilość energii potrzebnej gospodarstwu.

Jeżeli biogazownia ma służyć przede wszystkim jako źródło energii, jej budowę zaleca się jedynie wówczas, gdy obliczenia potencjalnej produkcji biogazu są wystarczające do zaspokojenia potrzeb energetycznych gospodarstwa.

Wybór wielkości reaktora

Wielkość reaktora mierzona jest w metrach sześciennych i zależy od ilości, jakości i rodzaju surowców, a także wybranej temperatury i czasu fermentacji. Istnieje kilka sposobów określenia wymaganej objętości reaktora.

Stosunek dziennej dawki załadunku surowca do wielkości reaktora

Dzienną dawkę załadunku surowców ustala się na podstawie czasu fermentacji (czasu obrotu reaktora) i wybranego reżimu temperaturowego. Dla mezofilnego trybu fermentacji czas pracy reaktora wynosi od 10 do 20 dni, a dzienna dawka wsadu wynosi od 1/20 do 1/10 całkowitej objętości nadawy w reaktorze.

Rozmiar reaktora do przetwarzania określonej ilości surowców

W pierwszej kolejności na podstawie liczby zwierząt ustala się doświadczalnie dzienną ilość obornika (DN) przeznaczonego do przetworzenia w biogazowni. Następnie surowiec rozcieńcza się wodą do uzyskania wilgotności 86% - 92%.

W większości instalacji wiejskich stosunek obornika i wody zmieszanych w celu wytworzenia surowców waha się od 1:3 do 2:1. Zatem ilość załadowanych surowców (D) jest sumą odpadów bytowych (DN) i wody (DV), którymi są one rozcieńczane.

Do przeróbki surowców w trybie mezofilnym zaleca się stosowanie dziennej dawki załadunku D równej 10% objętości całości surowców (RS) załadowanych do instalacji. Całkowita objętość surowców w instalacji nie powinna przekraczać 2/3 objętości reaktora.

Tak więc objętość reaktora (RR) oblicza się według następującego wzoru:

OS = 2/3 EP i OP = 1,5 OS

Где

OS = 10CHD

D = DN + DV.

Przykład: Gospodarstwo zawiera 10 bydła, 20 świń i 35 kurczaków. Dzienna objętość obornika i moczu od 1 bydła = 55 kg, od jednej świni = 4,5 kg, od 1 kurczaka = 0,17 kg. Dzienna objętość odpadów gospodarstwa DN będzie wynosić 10x55 + 20x4,5 + 35x0,17 = 550 + 90 + 5,95 = 645,95 kilogramów, czyli około 646 kg. Wilgotność odchodów bydła i świń wynosi 86%, a odchodów kurzych 75%. Aby osiągnąć wilgotność 85%, do ptasich odchodów należy dodać 3,9 litra wody (około 4 kg).

Oznacza to, że dzienna dawka załadunku surowców wyniesie około 650 kg. Pełne obciążenie reaktora OS = 10x0,65 = 6,5 tony, a objętość reaktora OR = 1,5x6,5 = 9,75, czyli około 10 m3.

Obliczanie uzysku biogazu

Kalkulacja dobowej produkcji biogazu obliczana jest w zależności od rodzaju surowca i dziennej porcji ładunku.

Tabela 9. Obliczanie uzysku biogazu dla różnych rodzajów surowców

Przykład: Gospodarstwo zawiera 10 bydła, 20 świń i 35 kurczaków. Objętość dziennej ilości odchodów bydła = 55 kg, świni = 4,5 kg, kurczaka = 0,17 kg. Dzienna ilość odpadów w gospodarstwie będzie wynosić 550 kg odchodów bydlęcych (wilgotność 85%), 90 kg odchodów świńskich (wilgotność 85%) i 5,95 kg odchodów kurzych (wilgotność 75%). Po rozcieńczeniu obornika wodą do uzyskania wilgotności 85% ilość surowca od kurcząt wyniesie około 10 kg.

Według tabeli wydajność biogazu z 1 kilograma:

• obornik bydlęcy o wilgotności 85% odpowiada w przybliżeniu 0,04 -0,05 m3 biogazu;
• obornik świński o wilgotności 85% jest w przybliżeniu równy 0,05 - 0,09 m3 biogazu;
• obornik kurzy o wilgotności 85% jest w przybliżeniu równy 0,05 - 0,09 m3 biogazu.

W związku z tym,

• wydajność biogazu z 550 kilogramów odchodów bydlęcych wyniesie 22 - 27,5 m3 biogazu;
• wydajność biogazu z 90 kilogramów odchodów świń wyniesie 4,5 - 8,1 m3 biogazu;
• wydajność biogazu z 10 kilogramów obornika kurzego wyniesie 0,5 - 0,9 m3 biogazu;
• Łączna produkcja biogazu wyniesie 27 - 36,S m3 biogazu na dobę.

Bilans pomiędzy zapotrzebowaniem na energię a uzyskiem biogazu

Zapotrzebowanie na energię dla każdego gospodarstwa domowego ustala się na podstawie sumy wszystkich obecnych i przyszłych sytuacji konsumpcyjnych, takich jak gotowanie, oświetlenie, produkcja energii. Należy także uwzględnić zużycie biogazu do ogrzewania surowców w reaktorze, które w warunkach Kirgistanu waha się od 10% do 25% w zależności od pory roku.

Ilość biogazu potrzebną gospodarstwu można określić na podstawie ilości wcześniej zużytej energii. Przykładowo spalenie 1 kg drewna opałowego jest równoznaczne ze spaleniem 650 litrów, czyli 0,65 m3 biogazu, spaleniem 1 kg obornika – 0,7 m3 biogazu i 1 kg węgla – 1,1 m3 biogazu.

Wymaganą ilość biogazu do gotowania można określić na podstawie czasu spędzanego codziennie na gotowaniu. Wymagana ilość biogazu do ugotowania jednej porcji jedzenia dla jednej osoby wynosi 0,15 – 0,3 m3 biogazu. Do zagotowania 1 litra wody potrzeba 0,03 – 0,05 m3 biogazu. Do ogrzania 1 m2 powierzchni mieszkalnej potrzeba około 0,2 m3 biogazu dziennie. Palniki domowe zużywają 0,20 - 0,45 m3 na godzinę.

Przykład: Czteroosobowa rodzina mieszka w domu o powierzchni 4 m100, ma 3 krów na obszarze o powierzchni 20 m100 i przetwarza obornik w biogazowni o pojemności reaktora 3 m15.

Trzy posiłki dziennie dla czteroosobowej rodziny będą wymagały od 4 do 1,8 m3,6 biogazu, a do ogrzania pokoju o powierzchni 3 m100 potrzeba będzie około 2 m20 biogazu dziennie. Do ogrzania reaktora (np. we wrześniu) potrzeba 3% wyprodukowanego biogazu. Aby ogrzać reaktor instalacji o pojemności 15 m15, konieczne będzie zużycie około 3 m6 biogazu dziennie.

Do utrzymania 1 krowy potrzeba około 3 litrów przegotowanej wody dziennie, dlatego do utrzymania 20 krów należy zagotować 60 litrów wody, co zajmie 1,8 - 3 m3 biogazu dziennie. Do ogrzania pomieszczeń niezbędnych dla zwierząt o łącznej powierzchni 100 m2 potrzeba 20 m3 dziennie. Zatem do utrzymania zwierząt potrzeba dziennie 21,8 – 23 m3 biogazu. Całe gospodarstwo potrzebuje dziennie 49,6 - S2,6 m3 biogazu.

Wybór miejsca instalacji

Złotą zasadą lokalizacji biogazowni jest to, że biogazownia należy do gospodarstwa, a nie do kuchni. Lepiej jest, jeśli zbiornik do mieszania surowców jest połączony bezpośrednio z podłogą gospodarstwa. Nawet jeśli trzeba ułożyć kilka metrów rur, jest to tańsze niż transport surowców.

Poziom podłogi fermy powinien znajdować się powyżej poziomu pojemnika do przygotowania surowców, wtedy obornik i mocz zwierząt będą same wpadać do tego pojemnika pod wpływem sił grawitacji. Umiejscowienie punktu rozładunku biogazowni powyżej poziomu pobliskich pól ułatwi dystrybucję bionawozów na te pola.

Wybór projektu biogazowni

Obecnie opracowano wiele projektów biogazowni przystosowanych do pracy w różnych warunkach klimatycznych i społeczno-kulturowych. Wybór projektu biogazowni jest najważniejszym krokiem w procesie planowania. Przed wyborem projektu należy zapoznać się z podstawowymi zagadnieniami i możliwościami wyboru biogazowni.

Na obszarach o stosunkowo chłodnym klimacie, takich jak Kirgistan, izolacja i ogrzewanie reaktora ma znaczenie dla całorocznej pracy elektrowni. Ilość i rodzaj przetwarzanego surowca wpływa na wielkość i rodzaj zakładu oraz konstrukcję systemów załadunku i rozładunku surowców. Wybór projektu instalacji zależy również od dostępności materiałów budowlanych.

Kryteria wyboru projektu

Lokalizacja: Określa, czy reaktor znajduje się głównie pod ziemią, czy na powierzchni, a w przypadku konstrukcji naziemnej, pionowo czy poziomo.

Do przechowywania bionawozów można wykorzystać istniejące konstrukcje, np. puste doły lub pojemniki metalowe. Aby obniżyć koszty, należy podczas planowania uwzględnić dostępność gotowych części instalacji.

Obecność surowców determinuje nie tylko wielkość i kształt pojemnika do mieszania surowców, ale także objętość reaktora, urządzeń grzewczych i mieszających. Mieszanie z biogazem jest możliwe przy zawartości suchej masy poniżej 5%. Mieszanie mechaniczne jest trudne, gdy zawartość w surowcu przekracza 10% części stałych.

Reaktor

Głównym kryterium wyboru projektu reaktora jest realna możliwość jego praktycznego zastosowania oraz wygoda w zakresie konserwacji i eksploatacji. Niezależnie od wyboru projektu reaktor musi spełniać następujące wymagania:

Wodoszczelny/gazoszczelny - wodoszczelny, aby zapobiec wyciekom i pogorszeniu jakości wód gruntowych, gazoszczelny, aby zachować pełną ilość wyprodukowanego biogazu i zapobiec mieszaniu się powietrza z gazem w reaktorze, co może spowodować wybuch.

Izolacja termiczna jest warunkiem koniecznym efektywnej pracy biogazowni w warunkach klimatycznych Republiki Kirgiskiej.

Minimalna powierzchnia zmniejsza koszty budowy i zmniejsza straty ciepła przez ściany reaktora.

Stabilność konstrukcji reaktora jest konieczna, aby wytrzymać wszystkie obciążenia (ciśnienie gazu, ciężar i ciśnienie surowców, ciężar powłok, odporność na korozję) i zapewnia długoletnią pracę instalacji.

Ryc.23. Różne konstrukcje reaktora oraz układów załadunku i rozładunku: a - reaktor cylindryczny ładowany od góry; b - reaktor cylindryczny z załadunkiem od dołu; c - cylindryczny reaktor dwusekcyjny; g - reaktor nachylony; e - reaktor wykopowy z pływającą pokrywą; e - reaktor o przekroju poziomym.

Formy reaktorowe

Z punktu widzenia dynamiki płynów owalny kształt reaktora jest optymalny, ale jego konstrukcja jest kosztowna. Drugim najlepszym kształtem jest cylinder ze stożkowym lub półokrągłym dnem i górą. Nie zaleca się stosowania reaktorów kwadratowych wykonanych z betonu lub cegły, ponieważ pod wpływem nacisku surowca narożniki będą pękać i będą gromadzić się cząstki stałe, co będzie zakłócać proces fermentacji.

Reaktor można podzielić na kilka sekcji za pomocą wewnętrznych przegród, aby zapobiec pojawieniu się skorupy na powierzchni surowca i zapewnić pełniejszą fermentację surowca.

Materiały do ​​budowy reaktorów

Reaktory mogą być zbudowane z następujących materiałów:

• Kontenery stalowe mają tę zaletę, że są szczelne, wytrzymują wysokie ciśnienie i są stosunkowo łatwe w produkcji. Dużym problemem jest jednak wrażliwość na rdzę, której należy zapobiegać za pomocą odpowiednich powłok. Ekonomicznie takie reaktory są opłacalne tylko w przypadku wykorzystania gotowych zbiorników. Jeśli istnieje metalowy zbiornik o wystarczającej objętości, należy sprawdzić wewnętrzne i zewnętrzne powierzchnie ścian pod kątem obecności wżerów, jakości spoin, dziur i innych uszkodzeń, które należy naprawić. Powierzchnie te należy następnie oczyścić i pomalować.
• Plastikowe pojemniki używane jako reaktory są miękkie i twarde. Miękkie pojemniki są łatwe do uszkodzenia i trudne do zaizolowania przy użytkowaniu całorocznym. Pojemniki z litego tworzywa sztucznego są strukturalnie stabilne i niekorozyjne, dlatego polecane są do stosowania w psychofilowym przetwarzaniu odpadów organicznych.
• Zbiorniki betonowe stały się w ostatnich latach bardzo popularne w krajach rozwijających się. Niezbędna gazoszczelność wymaga starannej konstrukcji i specjalnych powłok, pęknięcia w narożach reaktora są częste, ale dużymi plusami są niedroga konstrukcja i praktycznie nieograniczona żywotność.
• Murowanie jest najpowszechniej stosowaną metodą budowy małych reaktorów w Indiach i Chinach. Można stosować wyłącznie dobrze wypalone cegły, bloczki betonowe lub dobrej jakości cegły kamienne.

Zapewnienie szczelności reaktora

Budując biogazownię z reaktorem betonowym, ceglanym lub kamiennym należy zadbać o szczelność gazową i wodoszczelną reaktora. Należy pokryć wnętrze reaktora warstwą substancji wytrzymującej temperaturę do 60°C i odpornej na kwasy organiczne i siarkowodór.

Powłoka cementowa z dodatkami. Dobre wyniki w zakresie nieprzepuszczalności wody i gazów uzyskano poprzez dodanie do cementu materiałów wodoodpornych. Aby uzyskać nieprzepuszczalność gazów, należy dodać dwukrotnie większą ilość substancji nieprzepuszczalnej dla wody. Czas pomiędzy nałożeniem kolejnych warstw powłoki nie powinien przekraczać jednego dnia, ponieważ po jednym dniu nie ma możliwości przyklejenia kolejnej warstwy do wodoodpornej powierzchni. Poniższy przepis został zastosowany w Tanzanii z dobrymi wynikami:

• Warstwa: kit cementowo-wodny;
• Warstwa: 1 cm cement: piasek 1 : 2,5;
• Warstwa: kit cementowo-wodny;
• Warstwa: cement: wapno: piasek 1 : 0,25 : 2,5;
• Warstwa: szpachlówka cementowo-wodna z wodoodpornym materiałem;
• Warstwa: cement: wapno: piasek z zaprawą wodoodporną i piasek drobny 1:0,25:2,5;
• Warstwa: szpachlówka wodno-cementowa z wodoodpornym materiałem.

Wszystkie siedem warstw należy nałożyć w ciągu jednego dnia.

Asfalt z folią aluminiową. Powłoki asfaltowe są łatwe w aplikacji i zachowują elastyczność przez długi czas. Na suchą powierzchnię reaktora nakładana jest warstwa asfaltu. Kawałki folii nakleja się na wciąż lepką warstwę asfaltu, zachodząc na siebie. Następnie nakładana jest druga warstwa asfaltu.

Wadą nawierzchni asfaltowej jest łatwopalność jej składników i brak możliwości nakładania jej na mokre nawierzchnie. Suszenie reaktora betonowego, ceglanego lub kamiennego zajmuje kilka tygodni, chyba że zostaną użyte specjalne narzędzia, takie jak przenośny piekarnik. Ponadto nawierzchnia asfaltowa może odpadać podczas przemieszczania się surowca przez reaktor.

Wosk parafinowy. Parafinę rozcieńczoną 2-5% nafty lub nowego oleju silnikowego podgrzewa się do temperatury 100 - 150°C i nanosi na ogrzewaną palnikiem powierzchnię reaktora. Parafina wnika w powłokę i tworzy głęboko wnikającą warstwę ochronną. Jeśli parafina nie jest dostępna, można użyć wosku do świec.

Lokalizacja reaktora

Lokalizacja instalacji zależy od kilku czynników - dostępności wolnej przestrzeni, odległości od pomieszczeń mieszkalnych, miejsc składowania odpadów, lokalizacji pomieszczeń dla zwierząt itp. W zależności od głębokości wód gruntowych, wygody załadunku i rozładunku surowców, reaktor może mieć położenie gruntowe, częściowo lub całkowicie zakopane.

Reaktor można umieścić nad ziemią na fundamencie, zakopać w ziemi lub zainstalować wewnątrz pomieszczenia, w którym trzymane są zwierzęta. Reaktor musi posiadać właz niezbędny do przeprowadzania okresowych prac konserwacyjnych i naprawczych wewnątrz reaktora. Pomiędzy korpusem a pokrywą musi znajdować się uszczelka wykonana z gumy lub specjalnej masy uszczelniającej. Tam, gdzie to możliwe, zaleca się układanie pod ziemią, ponieważ zmniejsza to inwestycje kapitałowe i eliminuje użycie dodatkowego sprzętu do załadunku surowców. Jakość kontroli termicznej ulega znacznej poprawie, a także umożliwia zastosowanie tanich materiałów termoizolacyjnych - gliny i słomy.

Materiały termoizolacyjne

Większość biogazowni w Kirgistanie zbudowano bez izolacji termicznej reaktora. Brak izolacji termicznej powoduje, że elektrownia może pracować tylko w okresie ciepłym, a w przypadku nadejścia chłodów istnieje niebezpieczeństwo zamarznięcia surowca w reaktorze i późniejszego pęknięcia reaktora.

Materiały termoizolacyjne powinny charakteryzować się dobrymi właściwościami izolacyjnymi, być tanie i dostępne. Odpowiednimi materiałami dla zakładów z reaktorem podziemnym lub półpodziemnym są słoma, glina, żużel, suchy obornik. Reaktor jest izolowany warstwowo. Przykładowo dla reaktora podziemnego, po przygotowaniu wykopu, najpierw układa się warstwę folii polietylenowej, aby zapobiec kontaktowi izolacji termicznej z gruntem, następnie wylewa się warstwę słomy, a następnie na dno wykopu układa się glinę, po czym instalowany jest reaktor. Następnie w pozostałą przestrzeń pomiędzy reaktorem a gruntem ponownie zasypuje się warstwy materiałów izolacyjnych aż do górnej części reaktora, po czym dodaje się glinę z żużlem o grubości co najmniej 300 mm.

Oprzyrządowanie

Do urządzeń kontrolno-pomiarowych zainstalowanych na reaktorach zalicza się: kontrolę poziomu surowców w reaktorze, kontrolę temperatury i ciśnienia wewnątrz reaktora. Kontrola poziomu surowca może odbywać się za pomocą różnych urządzeń pływakowych, urządzeń elektronicznych itp. Kontrola temperatury za pomocą zwykłego termometru lub elektronicznego posiadającego skalę pomiarową od 0 s do 70 s, a ciśnienia - za pomocą manometrów.

Systemy załadunku i rozładunku surowców

Praca biogazowni w trybie ciągłego załadunku, optymalna z punktu widzenia uzyskania jak największej ilości biogazu i bionawozów, a także stabilności biogazowni, polega na codziennym załadunku surowców i rozładunku sfermentowaną masę.

Zbiornik na surowiec

Świeży obornik jest zwykle gromadzony w zbiorniku zasilającym przed załadowaniem do reaktora. W zależności od rodzaju rośliny wielkość zbiornika powinna być równa dziennej lub podwójnej dziennej objętości surowca. Pojemnik służy również do uzyskania pożądanej jednorodności i wilgotności surowca, czasami przy użyciu mieszadeł mechanicznych.

Lokalizacja zbiornika

Umiejscowienie pojemnika po słonecznej stronie może ułatwić wstępne podgrzanie nadawy tak, aby proces fermentacji mógł rozpocząć się natychmiast po załadowaniu nowej porcji nadawy do reaktora. W przypadku instalacji bezpośrednio podłączonych do gospodarstwa konieczne jest zbudowanie kontenera tak, aby surowiec przepływał tam pod wpływem grawitacji. Ze względów higienicznych toalety należy podłączyć bezpośrednio do rury zasilającej.

Otwory do załadunku i rozładunku

Otwory załadunkowe i rozładunkowe prowadzą bezpośrednio do reaktora i są z reguły umieszczone na przeciwległych końcach reaktora, co zapewnia równomierne rozprowadzenie świeżego surowca w całej objętości reaktora i skuteczne usuwanie przetworzonego osadu. Montaż otworów załadunkowych i rozładunkowych przeprowadza się przed montażem reaktora na fundamencie i pracami termoizolacyjnymi.

W przypadku instalacji z reaktorami zakopanymi i ręcznym załadunkiem surowców, otwory załadunkowe i rozładunkowe prowadzą do reaktora pod kątem ostrym.

Aby zapewnić szczelność reaktora podczas załadunku i rozładunku, otwory wlotowy i wylotowy są nachylone do osi pionowej, tak aby dolny koniec rury znajdował się poniżej poziomu cieczy. Tworzy to uszczelnienie hydrauliczne, które zapobiega przedostawaniu się powietrza do reaktora.

Ręczny załadunek i rozładunek surowców

Najprostszą metodą załadunku i rozładunku jest metoda przelewowa, która polega na tym, że podczas załadunku świeżego obornika podnosi się poziom osadu w reaktorze i tą samą ilością wyładowuje się poprzez połączoną z nim rurę przelewową do zbiornika zbierającego bionawozy .

Masa paszowa może zawierać cząstki stałe o odpowiednio dużych rozmiarach, takie jak materiał ściółkowy (słoma, trociny), łodygi roślin, a także ciała obce. Aby rury nie zatykały się, ich średnica musi wynosić co najmniej 200 - 300 cm Rura załadunkowa jest podłączona do bunkra lub zbiornika wstępnego oczyszczania.

Na rurociągach doprowadzających i odprowadzających surowce z reaktora instalowane są zawory śrubowe lub półobrotowe.

Załadunek i rozładunek za pomocą pomp

Pompy stają się niezbędną częścią systemu biogazowego, gdy konieczne jest szybkie załadowanie ilości surowca, a ze względu na topografię lub charakterystykę surowca nie można zastosować grawitacji. Pompy są potrzebne do zniwelowania różnicy wysokości pomiędzy poziomem wtryskiwania surowców a biogazownią.

Silniki pomp podlegają zużyciu, są drogie, zużywają energię i mogą ulec awarii. Dlatego zaleca się stosowanie innych metod załadunku surowców. Jeśli nie można uniknąć użycia pomp, instaluje się je na dwa sposoby:

Montaż na sucho: pompa montowana jest razem z rurą. Surowiec przepływa swobodnie do pompy i jest przez nią przyspieszany.

Montaż na mokro: pompa wraz z silnikiem instalowana jest wewnątrz surowca. Silnik jest zamknięty w nieprzepuszczalnej obudowie. Lub pompa napędzana jest wałem z silnika znajdującego się poza surowcem.

Pneumatyczny załadunek i rozładunek surowców

Najlepszym sposobem podawania i mieszania surowców jest użycie pneumatyczne. Metoda ta stosowana jest we wszystkich obiektach Stowarzyszenia „Płyn” „Rolnik”. W pneumatycznym urządzeniu załadunkowym zastosowano lej zasypowy surowca (zbiornik mieszający), do którego zastosowano zbiorniki stalowe od 0,5 do 1 m3 wytrzymujące ciśnienie do 5 kgf/cm2 oraz rurociągi o średnicy co najmniej 100 mm z zaworem. Załadunek surowca do bunkra i z bunkra do reaktora odbywa się za pomocą kompresora.

Sprężarki tłokowe marki IF-56 stosowane są w małych i średnich biogazowniach o pojemności reaktora do 40 m3. W przypadku dużych instalacji, w których objętość reaktora wynosi 50 m3 i więcej, stosuje się sprężarkę FU-12, która jednocześnie służy do wypompowania wyprodukowanego biogazu.

Systemy zbierania biogazu

System odbioru biogazu składa się z rurociągu dystrybucyjnego gazu z zaworami odcinającymi, kolektora kondensatu, zaworu bezpieczeństwa, sprężarki, odbiornika, zbiornika gazu oraz odbiorników biogazu (piece, podgrzewacze wody, silniki spalinowe itp.). System instaluje się dopiero po ustawieniu reaktora biogazowego w pozycji roboczej.

Otwór do pobierania biogazu z reaktora powinien znajdować się w jego górnej części. Za kolektorem kondensatu montowany jest zawór bezpieczeństwa oraz uszczelnienie wodne wykonane w formie zbiornika z wodą, co zapewnia przepływ gazu tylko w jednym kierunku.

Zamki wodne

Biogaz wytwarzany w reaktorze biogazowni zawiera dużą ilość pary wodnej, która może skraplać się na ściankach rurociągów i prowadzić do zatorów. W idealnym przypadku instalacja gazowa powinna być zlokalizowana w taki sposób, aby skroplona wilgoć mogła spływać bezpośrednio do reaktora. Jeżeli nie jest to możliwe, w najniższych punktach instalacji należy zamontować uszczelnienia wodne. Ręczne zawory wodne są łatwe w obsłudze, jednak jeśli nie będą regularnie opróżniane, instalacja zablokuje się ze względu na zbyt wysoki poziom wody w nich.

Gazociąg

Instalacja gazowa łączy biogazownię z urządzeniami gazowymi za pomocą rur. System ten musi być bezpieczny, ekonomiczny i zapewniać wymaganą ilość gazu dla każdego urządzenia. Najczęściej stosowanymi rurami są rury stalowe ocynkowane lub rury z tworzyw sztucznych. Bardzo ważne jest, aby instalacja gazowa była gazoszczelna i służyła przez cały cykl życia biogazowni.

Rurociągi służące do dostarczania biogazu z zakładu do odbiorców należy chronić przed uszkodzeniami. Wycieki gazu można sprawdzić za pomocą roztworu mydła nałożonego na złącza rurowe. Gazociąg musi być także wyposażony w zawór bezpieczeństwa, który uwalnia biogaz do atmosfery, gdy ciśnienie wzrośnie powyżej 0,5 kgf/s m2. Bardziej korzystne jest spalanie nadmiaru biogazu w palnikach pochodniowych.

rury gazowe

Ważne jest, aby prawidłowo zainstalować system rurociągów gazowych. Wymagania dotyczące instalacji rurociągów do biogazu nie odbiegają od norm ogólnych. Możesz użyć plastikowych rur odpornych na działanie promieni ultrafioletowych.

Rury stalowe

Rury o średnicy 1,2 - 1,8 cm i długości poniżej 30 metrów nadają się do małych i średnich biogazowni. W przypadku większych instalacji, dłuższych rur i niższych ciśnień wymagany jest specjalny wymiar rur. Podczas instalowania rur gazowych należy zwrócić szczególną uwagę na:

• połączenia gazoszczelne;
• uszczelnienie wodne w najniższym odcinku rur do zbierania wilgoci;
• ochrona przed uszkodzeniami mechanicznymi.

Rury stalowe ocynkowane są niezawodną i trwałą alternatywą dla rur z tworzyw sztucznych. W razie potrzeby można je zdemontować i ponownie wykorzystać. Są odporne na wstrząsy, ale drogie i mogą być instalowane wyłącznie przez wykwalifikowany personel, dlatego zaleca się je tylko tam, gdzie nie można zainstalować rur z tworzyw sztucznych.

Plastikowe rury

Rury z tworzyw sztucznych (PVC) są tanie i łatwe w montażu, ale reagują na promieniowanie słoneczne i łatwo pękają, dlatego zaleca się instalowanie ich pod ziemią.

Średnica rury

Wymagana średnica rury zależy od zużycia biogazu przez urządzenia gazowe oraz odległości pomiędzy zbiornikiem gazu a urządzeniami wykorzystującymi biogaz. Większe odległości obniżają ciśnienie biogazu w rurze. Im większa odległość i większy przepływ gazu, tym większe straty spowodowane tarciem. Narożniki i kształtki zwiększają straty ciśnienia. Strata ciśnienia w rurach z tworzyw sztucznych jest mniejsza niż w rurach ze stali ocynkowanej. Tabela 10 zawiera średnice rur i natężenia przepływu biogazu, a także długości rur dla strat ciśnienia mniejszych niż 5 mbar.

Tabela 10. Odpowiednie średnice rur dla różnych długości rur i różnych natężeń przepływu gazu

Z tabeli wynika, że ​​dla natężenia przepływu gazu 1,5 m3/h i długości rury do 100 t m najbardziej odpowiednie są rury z tworzywa sztucznego o średnicy 1,8 cm.Inną możliwością jest dobranie dla rury głównej średnicy 2,4 cm i średnicy 1,2 patrz dla wszystkich pozostałych rur w systemie.

Lokalizacja systemu rurociągów

Rury z tworzyw sztucznych można stosować w instalacjach podziemnych lub systemach chronionych przed słońcem i wstrząsami mechanicznymi. We wszystkich pozostałych przypadkach stosuje się rury stalowe ocynkowane. Do bezpośredniego odprowadzania gazów z biogazowni zaleca się stosowanie rur stalowych ocynkowanych.

Rury z tworzyw sztucznych powinny znajdować się co najmniej 25 cm pod ziemią i otoczone piaskiem lub miękką ziemią. Następnie, po sprawdzeniu systemu rurociągów pod kątem wycieków, rów jest starannie przykryty zwykłą ziemią. Próbę szczelności przeprowadza się poprzez pompowanie powietrza do pustej instalacji rurowej pod ciśnieniem 2,5-krotności maksymalnego oczekiwanego ciśnienia gazu. Jeżeli po kilku godzinach widoczny jest ubytek powietrza – ciśnienie spada, należy sprawdzić wszystkie połączenia, zalewając je wodą z mydłem (w przypadku wycieku gazu na powierzchni rur pojawią się pęcherzyki).

Krany i armatura

Najbardziej niezawodne krany to chromowane zawory kulowe. Zawory zwykle stosowane w instalacjach wodnych nie nadają się do stosowania w instalacjach gazowych. Główny zawór gazowy powinien być zainstalowany blisko reaktora. Zawory kulowe jako urządzenia zabezpieczające muszą być instalowane na wszystkich urządzeniach gazowych. Odpowiednio dobrane i zamontowane armatury pozwalają na naprawę i czyszczenie urządzeń gazowych bez konieczności zakręcania głównego zaworu gazowego.

uchwyty na gaz

Optymalny sposób gromadzenia biogazu zależy od celu, w jakim biogaz będzie wykorzystywany. Jeśli przewiduje się bezpośrednie spalanie w palnikach kotłowych i silnikach spalinowych, wówczas duże zbiorniki gazu nie są potrzebne. W takich przypadkach zbiorniki gazu służą do wyrównania nierównomiernego uwalniania gazu i poprawy warunków późniejszego spalania.

W warunkach małych biogazowni, jako zbiorniki gazu można zastosować duże komory samochodowe lub ciągnikowe, jednak najczęściej stosuje się zbiorniki na gaz plastikowe lub stalowe.

Wybór wielkości zbiornika gazu

Wielkość zbiornika gazu, czyli jego objętość, uzależniona jest od poziomu produkcji i poziomu zużycia biogazu. Idealnie wielkość zbiornika gazu powinna być dostosowana do dziennej ilości produkowanego biogazu. W zależności od rodzaju zbiornika gazu i ciśnienia, jakie może wytrzymać, objętość zbiornika gazu wynosi od 1/5 do 1/3 objętości reaktora.

Plastikowe uchwyty na gaz

W krajach rozwiniętych do gromadzenia biogazu w instalacjach kombinowanych stosuje się zbiorniki na gaz wykonane z tworzywa sztucznego lub gumy, w których otwarty zbiornik pełniący funkcję reaktora pokryty jest tworzywem sztucznym. Inną opcją jest oddzielny plastikowy uchwyt na gaz.

Stalowe uchwyty na gaz

Stalowe uchwyty na gaz można podzielić na dwa typy:

• niskociśnieniowe zbiorniki na gaz, suche i mokre (0,01-0,05 kgf/cm2). Zamiast instalowania tego typu zbiorników gazu należy rozważyć zastosowanie zbiornika z tworzywa sztucznego, gdyż wolnostojące niskociśnieniowe zbiorniki na gaz są droższe i mają uzasadnienie tylko w przypadku dużej odległości (minimum 50-100 m) od instalacji do miejsca instalacji. urządzenia wykorzystujące biogaz. Takie zbiorniki gazu służą również do łagodzenia różnicy między dzienną produkcją a zużyciem gazu.
• zbiorniki gazu o średnim (8-10 kgf/cm2) i wysokim (200 kgf/cm2) ciśnieniu. Gaz do takich zbiorników jest pompowany za pomocą sprężarki. Magazyny gazu średniociśnieniowego stosowane są w Kirgistanie w średnich i dużych biogazowniach. Do tankowania pojazdów i butli służą zbiorniki gazu pod wysokim ciśnieniem.

Oprzyrządowanie

Do urządzeń kontrolno-pomiarowych instalowanych na zbiornikach gazowych należą: uszczelnienie wodne, zawór bezpieczeństwa, manometr oraz reduktor ciśnienia. Stalowe zbiorniki gazu muszą być uziemione.

Systemy mieszania

Mieszanie celów

Mieszanie masy przefermentowanej w reaktorze zwiększa wydajność biogazowni i zapewnia:

• uwolnienie wytworzonego biogazu;
• mieszanie świeżego podłoża i populacji bakterii;
• zapobieganie tworzeniu się skorupy i osadu;
• zapobieganie pojawianiu się obszarów o różnych temperaturach wewnątrz reaktora;
• zapewnienie równomiernego rozmieszczenia populacji bakterii;
• zapobieganie tworzeniu się pustek i nagromadzeń, które zmniejszają obszar roboczy reaktora.

Ryc.24. Stalowe zbiorniki na gaz średniego ciśnienia we wsi. Pietrowka. Zdjęcie: Vedeneev A.G., OF Fluid

Metody mieszania

Mieszanie surowców można przeprowadzić na następujące główne sposoby: mieszalniki mechaniczne, przepuszczanie biogazu przez grubość surowców oraz przepompowywanie surowców ze strefy górnej reaktora do strefy dolnej. Korpusami roboczymi mieszadeł mechanicznych są śruby, łopatki, listwy. Mogą być obsługiwane ręcznie lub za pomocą silnika.

Mieszanie mechaniczne

W poziomych reaktorach stalowych najczęściej stosuje się mieszanie mechaniczne za pomocą wirników łopatkowych. Oś pozioma przebiega wzdłuż całej długości reaktora. Mocowane są do niego ostrza lub rurki zagięte w pętle. Po obróceniu osi surowiec zostaje wymieszany, skorupa pęka, a osad wypływa do wylotu.

Ryc.25. Układy mieszania surowców dla reaktorów pionowych: a, b - mieszadło mechaniczne; c, d - za pomocą pompy; e - biogaz i ciecz; e - biogaz.

Ryc.26. Urządzenia do mieszania surowców do reaktorów poziomych: a - biogaz; b - ostrza mechaniczne; c - mieszalniki mechaniczne z silnikami elektrycznymi; g. - użycie pompy; e - mieszadła mechaniczne z turbiny wiatrowej.

Najłatwiejsze w produkcji i obsłudze są mieszalniki mechaniczne z napędem ręcznym. Stosowane są w reaktorach małych zakładów o małej wydajności biogazu. Konstrukcyjnie reprezentują one poziomo lub pionowo montowany wał wewnątrz reaktora, równoległy do ​​osi środkowej. Na wale zamocowane są ostrza lub inne elementy o powierzchni śrubowej, zapewniające ruch masy wzbogaconej bakteriami metanowymi w kierunku od miejsca rozładunku do miejsca załadunku. Pozwala to na zwiększenie szybkości powstawania metanu i skrócenie czasu przebywania surowca w reaktorze.

mieszanie hydrauliczne

Za pomocą pompy możliwe jest całkowite wymieszanie surowców przy jednoczesnym załadunku i rozładunku surowców. Takie pompy często umieszcza się w centrum reaktora, aby pełniły dodatkowe funkcje.

Mieszanie pneumatyczne Mieszanie pneumatyczne poprzez wtryskiwanie wytworzonego biogazu z powrotem do reaktora odbywa się poprzez zamontowanie systemu rurociągów na dnie reaktora i zapewnia delikatne mieszanie surowca. Głównym problemem takich systemów jest przenikanie surowców do systemu gazowego. Można temu zapobiec, instalując system zaworów.

Mieszanie poprzez przepuszczanie biogazu przez grubość surowca daje dobre rezultaty tylko wtedy, gdy przefermentowana masa jest silnie upłynniona i nie tworzy skorupy na swobodnej powierzchni. W przeciwnym razie należy stale usuwać pływające cząstki lub oddzielać duże cząstki przed załadowaniem do reaktora.

Częstotliwość mieszania surowców

Mieszanie może być ciągłe lub przerywane, w zależności od trybu pracy reaktora. Optymalny tryb mieszania znacznie skraca czas fermentacji surowca i zapobiega tworzeniu się skorupy.

Chociaż częściowe mieszanie następuje na skutek uwolnienia biogazu z surowca, na skutek ruchów temperatury i ruchu na skutek dopływu świeżego surowca, to takie mieszanie nie jest wystarczające.

Mieszanie powinno odbywać się regularnie. Zbyt małe wymieszanie surowca spowoduje rozwarstwienie masy surowej i utworzenie się skorupy, a tym samym zmniejszenie efektywności wytwarzania gazu. Dobrze wymieszany surowiec może dostarczyć do 50% więcej biogazu.

Zbyt częste mieszanie może uszkodzić procesy fermentacji wewnątrz reaktora – bakterie nie mają czasu na „jedzenie”. Dodatkowo może to skutkować wyładunkiem niecałkowicie przetworzonych surowców. Idealne jest delikatne, ale energiczne mieszanie co 4-6 godzin.

Systemy ogrzewania surowców

Wiele małych biogazowni w Kirgistanie zostało zbudowanych bez systemów grzewczych i bez izolacji termicznej. Brak systemu grzewczego umożliwi pracę zakładu wyłącznie w trybie psychofilnym i pozwoli na otrzymanie mniejszej ilości biogazu i bionawozu niż w trybie mezofilnym i termofilnym. Aby zapewnić większą produkcję biogazu i bionawozów oraz lepszą dezynfekcję surowców, stosuje się dwa sposoby ogrzewania: ogrzewanie bezpośrednie w postaci pary lub gorącej wody zmieszanej z surowcem oraz ogrzewanie pośrednie poprzez wymiennik ciepła, gdzie Materiał grzewczy, najczęściej gorąca woda, podgrzewa surowiec bez mieszania się z nim.

ogrzewanie bezpośrednie

Bezpośrednie ogrzewanie parowe ma poważną wadę - zakład potrzebuje systemu wytwarzania pary, w tym oczyszczania wody z soli, a przy zastosowaniu ogrzewania parowego może dojść do przegrzania surowca. Wysoki koszt takiego systemu grzewczego sprawia, że ​​​​jest on opłacalny ekonomicznie tylko w przypadku stosowania w dużych oczyszczalniach ścieków. Dodatek gorącej wody zwiększa wilgotność podłoża i należy go stosować tylko tam, gdzie jest to konieczne.

ogrzewanie pośrednie

Ogrzewanie pośrednie odbywa się za pomocą wymienników ciepła umieszczonych wewnątrz lub na zewnątrz reaktora, w zależności od kształtu reaktora, rodzaju surowca i sposobu pracy instalacji.

Rys.27. Urządzenie do pośredniego podgrzewania surowców

Ryc.28. Kocioł grzewczy systemu ogrzewania reaktorowego we wsi. Pietrówka. Zdjęcie: Vedenev A.G., OF "Fluid"

Ogrzewanie podłogowe nie dało dobrych wyników, gdyż gromadzący się na dnie reaktora osad utrudnia podgrzewanie surowca. Ogrzewanie wewnętrzne jest dobrym rozwiązaniem, jeśli wymiennik ciepła jest na tyle wytrzymały, że nie pęknie, gdy wsad porusza się w reaktorze. Im większa powierzchnia wymiennika ciepła, tym bardziej równomiernie ogrzewane są surowce i lepiej przebiega proces fermentacji (patrz rys. 26). Ogrzewanie zewnętrzne za pomocą wymiennika ciepła z elementami przewodzącymi ciepło na powierzchni ścian reaktora biogazowni jest mniej efektywne ze względu na utratę ciepła z powierzchni ścian. Z drugiej strony cała ściana reaktora może służyć do ogrzewania i nic wewnątrz reaktora nie blokuje ruchu surowców. Ponowne podgrzewanie surowca odbywa się zwykle w leju zasypowym i zapewnia łatwiejszy dostęp w celu czyszczenia i naprawy reaktora.

Systemy ogrzewania wewnętrznego i zewnętrznego

Aby osiągnąć maksymalną wydajność wytwarzania biogazu, przetwarzanie beztlenowe wymaga określonych warunków temperaturowych otoczenia, najlepiej zbliżonych do osiągnięcia optymalnego procesu. W Kirgistanie system grzewczy i izolacja reaktora są niezbędne do osiągnięcia pożądanej temperatury procesu i uniknięcia strat energii. Do ogrzania reaktora do temperatury mezofilowej za pomocą energii elektrycznej potrzeba średnio 330 W na 1 m3 objętości reaktora.

Najpopularniejszym systemem ogrzewania surowca jest system ogrzewania zewnętrznego z kotłem wodnym zasilanym biogazem, energią elektryczną lub paliwem stałym. Można także zastosować solarne podgrzewacze wody. Jako elementy grzejne stosuje się wymienniki ciepła w postaci wężownic, odcinków grzejników, rur spawanych równolegle, gdzie nośnikiem ciepła jest gorąca woda o temperaturze ok. 60 C. Wyższe temperatury zwiększają ryzyko

przyklejanie się zawieszonych cząstek do powierzchni wymiennika ciepła. Wymienniki ciepła zaleca się umieszczać w obszarze działania urządzenia mieszającego, co pozwala uniknąć osadzania się cząstek stałych na ich powierzchni.

Instalacja systemu grzewczego

Instalując system grzewczy, ważne jest zapewnienie warunków niezbędnych do naturalnego ruchu płynu w tym systemie. W tym celu należy zapewnić dopływ ciepłej wody do górnego punktu instalacji i powrót wody lodowej do dolnego punktu.

Na rurociągach grzewczych należy zamontować zawory umożliwiające odpowietrzenie z najwyższych punktów, a instalację grzewczą należy wyposażyć w naczynie wzbiorcze umożliwiające zmianę objętości wody. Aby kontrolować temperaturę wewnątrz reaktora biogazowni, należy zainstalować termometr.

Rodzaje instalacji rekomendowane do realizacji w Kirgistanie

Biorąc pod uwagę warunki klimatyczne i inne panujące w Kirgistanie, zaleca się wprowadzenie następujących typów biogazowni.

Biogazownia z ręcznym załadunkiem bez mieszania i podgrzewania surowca w reaktorze

Najprostsza biogazownia (ryc. 29) przeznaczona jest dla małych gospodarstw. Objętość reaktora zakładu wynosi od 1 do 10 m3 i jest przeznaczona do przerobu 50 - 200 kg obornika dziennie. Instalacja zawiera minimum elementów zapewniających proces przetwarzania obornika oraz produkcję bionawozów i biogazu: reaktor, lej zasypowy do załadunku świeżych surowców, urządzenie do selekcji i wykorzystania biogazu, urządzenie do rozładunku surowców przefermentowanych .

Biogazownia może być wykorzystywana w południowych rejonach Kirgistanu bez ogrzewania i mieszania i jest przystosowana do pracy w psychofilnym reżimie temperaturowym od 5°C do 20°C. Wytworzony biogaz jest natychmiast kierowany do wykorzystania w sprzęcie gospodarstwa domowego.

Przetworzona masa usuwana jest z reaktora rurą odprowadzającą w momencie załadunku kolejnej porcji surowca lub pod wpływem ciśnienia biogazu w reaktorze zakładowym. Wyładowana przefermentowana masa wpada do tymczasowego zbiornika magazynowego, którego objętość nie powinna być mniejsza niż objętość reaktora.

Ryc.29. Schemat najprostszej biogazowni z ręcznym załadunkiem bez mieszania i bez podgrzewania surowca w reaktorze: 1 - reaktor; 2 - lej załadowczy; 3 - właz umożliwiający dostęp do reaktora; 4 - śluza wodna; 5 - rura rozładowcza; 6 - usuwanie biogazu.

Najprostszą biogazownię może zbudować każdy rolnik samodzielnie. Tabela zawiera specyfikację i kosztorys materiałów, które będą potrzebne do jego budowy.

Tabela 11. Specyfikacja i kosztorys wykonania najprostszej biogazowni z ręcznym załadunkiem bez mieszania i bez podgrzewania surowca

Kolejność prac przy budowie najprostszej biogazowni

Wykonując we własnym zakresie najprostszą biogazownię, zaleca się postępować według następującej procedury: po ustaleniu dziennej ilości obornika gromadzonego w gospodarstwie do przetworzenia w biogazowni i wybraniu wymaganej objętości reaktora należy wybrać lokalizację reaktora i przygotować materiały do ​​reaktora biogazowni. Następnie montowane są rury załadunkowe i rozładunkowe oraz przygotowywany jest dół pod biogazownię. Po zainstalowaniu reaktora w wykopie instalowany jest lej załadowczy i wylot gazu, po czym montowana jest pokrywa włazu, która będzie służyć do konserwacji i naprawy reaktora. Następnie sprawdza się reaktor pod kątem szczelności, malowania i izolacji termicznej instalacji. Instalacja jest gotowa do uruchomienia!

Biogazownia z ręcznym załadunkiem i mieszaniem surowców.

Budowa biogazowni z ręcznym załadunkiem i mieszaniem surowców (ryc. 30) również nie wymaga dużych nakładów finansowych.

Ryc.30. Schemat biogazowni z ręcznym załadunkiem i mieszaniem surowców: 1 - reaktor; 2 - lej załadowczy; 3 - urządzenie mieszające; 4 - śluza wodna; 5 - rura rozładowcza; 6 - usuwanie biogazu.

Przeznaczony jest dla małych gospodarstw. Objętość reaktora zakładu wynosi od 1 do 10 m3, jest on przeznaczony do przerobu S0 - 200 kg obornika dziennie. Aby zwiększyć wydajność biogazowni zainstalowano urządzenie do ręcznego mieszania surowców.

Biogazownia z ręcznym załadunkiem, mieszaniem i podgrzewaniem surowców w reaktorze

Aby proces fermentacji był bardziej intensywny i stabilny, zainstalowano system ogrzewania reaktora (ryc. 31).

Ryc.31. Schemat biogazowni z ręcznym załadunkiem, mieszaniem i podgrzewaniem surowców w reaktorze: 1 - kocioł wodny; 2 - lej załadowczy; 3 - urządzenie mieszające; 4 - reaktor; 5 - śluza wodna; 6 - usuwanie biogazu; 1 - lej rozładunkowy, 8 - zbiornik magazynujący bionawozy; 9 - rura rozładowcza.

Urządzenie może pracować w trybie mezofilowym i termofilnym. Reaktor biogazowni ogrzewany jest za pomocą kotła wodnego zasilanego wyprodukowanym biogazem.

Reszta biogazu jest wykorzystywana bezpośrednio w sprzęcie AGD.

Przetworzony surowiec przechowywany jest w specjalnym pojemniku do momentu wysiewu do gleby.

Biogazownia z ręcznym załadunkiem, zbiornikiem gazu, pneumatycznym mieszaniem surowców, z ogrzewaniem surowców w reaktorze

Prosta instalacja z ręcznym załadunkiem surowców do reaktora wyposażona jest w automatyczne urządzenie pompujące wytworzony biogaz i zbiornik na gaz do jego magazynowania (rys. 32).

Ryc.32. Schemat biogazowni z ręcznym załadunkiem, zbiornikiem gazu, pneumatycznym mieszaniem surowców, z podgrzewaniem surowców do reaktora: 1 - kocioł wodny; 2 - lej załadowczy; 3 - reaktor; 4 - śluza wodna; 5 - manometr elektrokontaktowy; 6 - urządzenie mieszające; 1 - sprężarka; 8 - odbiornik; 9 - bunkier do rozładunku surowców; 10 - rozładunek surowców; 11 - magazynowanie bionawozów; 12 - zbiornik gazu; 13 - reduktor gazu.

Mieszanie surowców w reaktorze odbywa się pneumatycznie przy wykorzystaniu biogazu.

Taka biogazownia może pracować we wszystkich reżimach temperaturowych fermentacji.

Biogazownia ze zbiornikiem gazu, ręcznym przygotowaniem oraz pneumatycznym załadunkiem i mieszaniem surowców, z ogrzewaniem surowców w reaktorze

Instalacja (ryc. 33) przeznaczona jest dla średnich i dużych gospodarstw rolnych, które mogą przerobić od 0,3 do 30 i więcej ton surowca na dobę. Objętości reaktorów - od S do 300 m3 i więcej.

Ryc.33. Schemat biogazowni rolniczej ze zbiornikiem gazu, ręcznym przygotowaniem oraz pneumatycznym załadunkiem i mieszaniem surowców, z ogrzewaniem surowców w reaktorze: 1 - lej załadowczy surowca; 2 - kocioł do podgrzewania wody; 3 - reaktor; 4 - zawór bezpieczeństwa; 5 - śluza wodna; 6 - manometr elektrokontaktowy; 1 - sprężarka; 8 - odbiornik; 9 - magazynowanie bionawozów; 10 - rozładunek surowców; 11 - wylot rury do załadunku na pojazdy; 12 - zbiornik gazu; 13 - reduktor gazu; 14 - urządzenie mieszające.

Przygotowanie, załadunek i mieszanie surowców są zmechanizowane i produkowane za pomocą systemu pneumatycznego. Surowce podgrzewane są w reaktorze biogazowni za pomocą wymiennika ciepła z kotłem wodnym pracującym na biogaz. Rurociąg do rozładunku surowców posiada odgałęzienie do odbioru bionawozów z magazynów oraz do załadunku na pojazdy w celu wywozu na pole.

Urządzenie tej biogazowni (rys. 32) umożliwia ręczne przygotowanie i pneumatyczny załadunek surowców do reaktora, część wyprodukowanego biogazu wykorzystywana jest do ogrzewania surowców w reaktorze. Mieszanie odbywa się z biogazem. Wybór biogazu odbywa się automatycznie. Biogaz magazynowany jest w zbiorniku gazowym. Urządzenie może pracować w dowolnym reżimie temperaturowym podczas fermentacji surowców.

Biogazownia ze zbiornikiem gazu, przygotowaniem mechanicznym, pneumatycznym załadunkiem i mieszaniem surowców, z ogrzewaniem surowców w reaktorze

Cechą charakterystyczną tej biogazowni (ryc. 34), przeznaczonej dla średnich i dużych gospodarstw, jest obecność specjalnego zbiornika do przygotowania surowca, skąd jest on podawany kompresorem do leja załadowczego, a następnie, za pomocą sprężonego biogazu do reaktora elektrowni. Część wyprodukowanego biogazu wykorzystywana jest do obsługi systemu grzewczego. Instalacja wyposażona jest w automatyczną ekstrakcję biogazu oraz zbiornik na gaz do jego magazynowania. Obecność systemu grzewczego umożliwia pracę biogazowni we wszystkich trybach fermentacji.

Ryc.34. Schemat biogazowni rolniczej ze zbiornikiem gazu, przygotowaniem mechanicznym, pneumatycznym załadunkiem i mieszaniem surowców, z ogrzewaniem surowców w reaktorze: 1 - Odbiornik obornika; 2 - Kocioł do podgrzewania wody; 3 - Załadunek bunkra; 4 - Reaktor; 5 - Blokada wodna; 6 - Zawór bezpieczeństwa; 1 - Manometr elektrokontaktowy; 8 - Sprężarka; 9 - Mieszadło gazowe; 10 - Odbiornik; 11 - Magazynowanie nawozów biologicznych; 12 - Wylot rury do załadunku na pojazdy; 13 - Zbiornik gazu; 14 - Reduktor gazu.

Tabela 12. Specyfikacja urządzeń i materiałów biogazowni rolniczej ze zbiornikiem gazu, przygotowaniem mechanicznym, pneumatycznym załadunkiem i mieszaniem surowców, z ogrzewaniem surowców w reaktorze (patrz rys. 12 i 13)

Tabela 13. Szacunek dla wykonania biogazowni rolniczej ze zbiornikiem gazu, przygotowaniem mechanicznym, pneumatycznym załadunkiem i mieszaniem surowców, z ogrzewaniem surowców w reaktorze (patrz rys. 12 i 13).

* Szacunek ten nie obejmuje kosztów transportu, kosztów ogólnobudowlanych i ulg podatkowych.

Eksploatacja biogazowni

Stabilna codzienna praca biogazowni wymaga od personelu obsługującego dużej dyscypliny, aby uzyskać duże ilości biogazu i bionawozów oraz długą żywotność biogazowni. Wiele problemów wynika z błędów w działaniu. Często takie problemy można zminimalizować poprzez:

• wybór prostego projektu instalacji dostosowanego do lokalnych warunków klimatycznych i dostępnych surowców;
• użycie wysokiej jakości materiałów i urządzeń;
• dobre przeszkolenie personelu i uzyskanie porad od fachowców w zakresie funkcjonowania zakładu.

Przygotowanie do uruchomienia

Etap przygotowawczy obejmuje sprawdzenie szczelności reaktora i instalacji gazowej. W tym celu do instalacji gazowej podłącza się manometr wody, zamyka się wszystkie krany, aby za pomocą manometru można było zmierzyć nadciśnienie powietrza w reaktorze.

W tym celu reaktor napełnia się wodą do poziomu roboczego. Nadmiar powietrza zostanie usunięty przez zawór nadmiarowy. Następnie rejestruje się odczyty manometru i reaktor napełnia się wodą i pozostawia na jeden dzień. Jeśli po dobie wskazanie manometru nie uległo zmianie lub uległo niewielkiej zmianie, to możemy założyć, że instalacja gazowa i reaktor mają wystarczającą szczelność. W przypadku utraty ciśnienia w reaktorze i instalacji gazowej należy zlokalizować i wyeliminować nieszczelność.

Prace rozruchowe biogazowni można rozpocząć dopiero po uznaniu całej instalacji i jej elementów za zdatną do eksploatacji i spełniającą wymagania bezpiecznej eksploatacji.

Faza uruchomienia

Wsad początkowy nowej biogazowni powinien w miarę możliwości składać się z materiałów odpadowych z innej wytwórni (około 10%) lub świeżego nawozu bydlęcego, gdyż do prawidłowego funkcjonowania potrzebne są szczepy mikroorganizmów wytwarzających metan, które występują w dużych ilościach u świeżego bydła nawóz.

Wiek i ilość początkowej porcji surowców mają duży wpływ na cały przebieg fermentacji. Warto zadbać o odpowiednią ilość surowców jeszcze przed zakończeniem budowy zakładu. Przy pierwszym załadunku możliwe jest rozcieńczenie niewystarczającej ilości surowca większą niż zwykle wodą, aby napełnić reaktor do 2/3 objętości.

Rodzaje surowców

W zależności od rodzaju użytego surowca osiągnięcie stabilnego poziomu pracy biogazowni może zająć od kilku dni do kilku tygodni. Po rozcieńczeniu surowca do uzyskania jednorodnej masy o pożądanej zawartości wilgoci, wprowadza się go do reaktora, który wypełnia się nie więcej niż 2/3 objętości wewnętrznej. Pozostała objętość reaktora wykorzystywana jest do akumulacji biogazu.

Surowiec ładowany do reaktora nie powinien być zimny – jego temperatura powinna być zbliżona do wybranej optymalnej temperatury fermentacji.

Optymalizacja uruchomienia

Aby zoptymalizować proces fermentacji, można zastosować kilka znanych metod rozruchu:

• wprowadzenie do reaktora aktywnego startera z normalnie działającego reaktora;
• dodawanie odczynników, takich jak wapno, dwutlenek węgla, alkalia i inne;
• napełnienie reaktora ciepłą wodą i stopniowe dodawanie do niego obornika;
• napełnianie reaktora świeżym obornikiem;
• napełnianie reaktora gorącymi gazami i stopniowe ładowanie obornika.

Aby zapewnić zrównoważony rozwój mikroorganizmów w okresie rozruchu, należy stopniowo zwiększać ogrzewanie ładowanego surowca, nie więcej niż o 2°C dziennie, doprowadzając je do temperatury 35-37°C. Podczas procesu podgrzewania należy zadbać o intensywne wymieszanie surowców. Po 7-8 dniach rozpoczyna się aktywne życie mikroorganizmów w reaktorze i wydzielanie biogazu.

Charakterystyka fazy uruchomienia

Okres uruchomienia biogazowni nazywany jest okresem rozruchu i charakteryzuje się:

• biogaz niskiej jakości zawierający ok. 60% dwutlenku węgla;
• silny zapach biogazu;
• spadające pH;
• przerywane uwalnianie gazu.

Stabilizacja procesu

Przejście do operacyjnego trybu pracy jest szybsze, jeśli surowce są często i intensywnie mieszane. Jeżeli stabilizacja procesu fermentacji opóźnia się podczas rozruchu, do reaktora należy dodać niewielką ilość gnojowicy bydlęcej w celu przywrócenia równowagi pH. Natychmiast po ustabilizowaniu się procesu fermentacji duża ilość niestrawionego surowca będzie wytwarzać duże ilości biogazu. Gdy poziom produkowanego biogazu spadnie do oczekiwanego poziomu, można przystąpić do regularnego załadunku surowca.

Przygotowanie zbiornika gazu

Przygotowanie zbiornika gazu do napełniania gazem w ramach modułu można przeprowadzić wyłącznie po odbiorze i testach zgodnie ze specyfikacjami technicznymi oraz po sprawdzeniu przez władze Gosgortekhnadzor.

Aby uniknąć powstania mieszaniny wybuchowej, przed napełnieniem zbiornika gazu gazem należy usunąć powietrze z całej instalacji, w tym z gazociągów. Powietrze jest wypierane przez wodę, a następnie woda przez gaz pod ciśnieniem lub gazy niepalne. Wyparcie powietrza uważa się za zakończone, jeżeli zawartość tlenu w próbce gazu pobranej ze zbiornika nie przekracza 5%.

Podczas oględzin zewnętrznych należy sprawdzić stan urządzeń kontrolno-pomiarowych wchodzących w skład zbiornika gazu (zawory zwrotne i bezpieczeństwa, manometr, reduktor ciśnienia). Niezawodność uziemienia i ochrony odgromowej zbiornika gazu sprawdza się za pomocą miernika uziemienia. Rezystancja uziemienia nie może przekraczać 4 omów.

Jakość gazu

W okresie, w którym biogazownia wejdzie w tryb pracy, jakość biogazu będzie niska. Z tego powodu, a także aby zapobiec sytuacji wybuchowej związanej z resztkowym tlenem zawartym w zbiornikach gazu, pierwsze dwie dzienne objętości biogazu muszą zostać uwolnione do powietrza. Gdy biogaz stanie się palny, można go wykorzystać zgodnie z przeznaczeniem.

Codzienne operacje

Ładowanie dawki surowców

Dla optymalnej pracy biogazowni ogromne znaczenie ma dzienna dawka świeżego nawozu oraz częstotliwość jego stosowania. Dawka nasycająca ma wartość zmienną i zależy od rodzaju surowca, temperatury fermentacji oraz stężenia suchej masy w surowcu.

Przy niskich dawkach dobowego załadunku surowców, nieprzekraczających 1-5% objętości reaktora na dobę, wydziela się mniej biogazu niż przy wysokich dawkach wynoszących 10-20%. Jednakże przy wysokich dawkach dobowego obciążenia zawartość metanu w biogazie ulega zmniejszeniu, a zwiększa się zawartość dwutlenku węgla.

Z punktu widzenia jakości biogazu za optymalną dzienną dawkę załadunku dla instalacji o temperaturze fermentacji mezofilnej można przyjąć 6-10% całkowitej objętości załadowanego surowca o czasie trwania fermentacji 10-20 dni. Za optymalną dawkę nasycającą dla reżimu termofilnego można uznać 1S-2S7 z czasem trwania fermentacji od 4 do 8 dni. Przy stosowaniu psychofilnego trybu fermentacji zaleca się ładowanie nie więcej niż 2% przy codziennym dodawaniu nowych surowców. Jeżeli stosuje się metodę ładowania wsadowego, wówczas reaktor ładuje się natychmiast do 2/3 i surowiec przetwarza się bez dodawania świeżego obornika przez 40 i więcej dni.

Ładowanie i częstotliwość mieszania

Dawki dziennej nie należy wprowadzać do reaktora w całości, ale stopniowo w równych porcjach w regularnych odstępach czasu 4-6 razy dziennie. Po załadowaniu kolejnej porcji zaleca się wymieszać surowce. Codziennie należy sprawdzać stan i działanie mieszadeł.

Kontrola procesu fermentacji poprzez kolor przefermentowanej masy

Jak przebiega proces fermentacji surowców w reaktorze można ocenić na podstawie intensywności wydzielania się biogazu, a także koloru przefermentowanej masy na wylocie z reaktora.

Brak biogazu lub jego słabe powstawanie wskazuje na niską aktywność mikroorganizmów i można to rozpoznać po szarym zabarwieniu sfermentowanej masy. Przyczyną tego może być również brak mikroorganizmów, prowadzący do zaniku procesu fermentacji, którego wznowienie wymaga wprowadzenia pożywek o dobrym stężeniu mikroorganizmów, a co za tym idzie, posiadających potencjał dobrego zagazowania.

Przy nadmiarze składników odżywczych możliwe jest tworzenie się kwasów i zmniejszenie aktywności mikroorganizmów. Kolor sfermentowanego surowca w tym przypadku zmienia się na czarny, a na jego powierzchni może tworzyć się biały film. Kwasy można zneutralizować wprowadzając popiół roślinny lub wodę wapienną.

Jeżeli przefermentowana masa ma ciemnobrązową barwę i jednocześnie na jej powierzchni tworzy się piana, to możemy założyć, że zachodzi normalny proces fermentacji.

Kontrola poziomu surowca

Szczególnym problemem w małych zakładach jest zatykanie otworów reaktora. Może to prowadzić do zbyt dużego ciśnienia wewnątrz reaktora i zablokowania rury gazowej. Aby temu zapobiec należy codziennie sprawdzać poziom surowców i stan otworów instalacji.

Operacje tygodniowe i miesięczne

• Kontrola śluz wodnych;
• Aktualizacja filtrów gazu;
• Czyszczenie kopuł w instalacjach z pływającymi kopułami;
• Sprawdź elastyczne węże i rury pod kątem porowatości.

Roczne operacje

• Usunięcie skorupy na powierzchni surowca i osadu z dna reaktora instalacyjnego;
• Należy sprawdzić całą instalację oraz instalację gazową pod kątem szczelności i ciśnienia.

zapobieganie wypadkom

Podczas eksploatacji biogazowni należy zwrócić uwagę na:

• Wdychanie biogazu w dużych ilościach przez długi czas może spowodować zatrucie, ponieważ siarkowodór, metan, dwutlenek węgla zawarte w biogazie są trujące. Surowy biogaz śmierdzi zgniłymi jajami, ale po oczyszczeniu nie ma zapachu. Dlatego wszystkie pomieszczenia, w których znajdują się urządzenia AGD wykorzystujące biogaz muszą być regularnie wietrzone. Rury gazowe należy regularnie sprawdzać pod kątem szczelności i chronić przed uszkodzeniami. Wykrywanie wycieków gazu należy przeprowadzać za pomocą emulsji mydlanej lub specjalnych urządzeń. Zabrania się używania otwartego ognia do wykrywania wycieków gazu.
• Biogaz zmieszany z powietrzem w proporcji od 5% do 15% w obecności źródła zapłonu o temperaturze 600°C i wyższej może spowodować wybuch. Otwarty ogień jest niebezpieczny przy stężeniu biogazu w powietrzu przekraczającym 12%. Dlatego palenie i rozpalanie ognia w pobliżu urządzenia jest zabronione. Podczas wykonywania prac spawalniczych odległość od urządzeń gazowych musi wynosić co najmniej 10 metrów. Po spuszczeniu surowców z biogazowni do naprawy, reaktor należy przewietrzyć, gdyż istnieje niebezpieczeństwo wybuchu mieszaniny biogazu i powietrza.
• Ciśnienie gazu doprowadzanego gazociągiem do miejsca poboru nie powinno przekraczać 0,15 MPa (1,5 kgf/cm2), a przed urządzeniami gospodarstwa domowego nie powinno przekraczać 0,13 kgf/cm2. Reaktor musi być wyposażony w zawory, uszczelnienia wodne, które w razie potrzeby mogłyby odłączyć go od głównego rurociągu biogazowego. Reaktor musi posiadać zawór do samoczynnego uwalniania nadciśnienia w instalacji gazowej w przypadku jego wzrostu ponad normę.
• Używany sprzęt elektryczny musi być uziemiony. Rezystancja przewodu uziemiającego nie powinna przekraczać 4,0 oma.
• Głównymi źródłami zagrożenia sanitarnego jest obecność w gnojowicy i oborniku jaj robaków pasożytniczych, bakterii z grupy Escherichia coli oraz innej mikroflory chorobotwórczej. Dlatego należy podjąć środki ostrożności, aby zapobiec zakażeniu. Nie zaleca się zatem spożywania posiłków na terenie gospodarstwa i w pobliżu biogazowni.
• Reaktor i magazyn bionawozów muszą być zbudowane w taki sposób, aby uniknąć niebezpieczeństwa wpadnięcia do środka osoby.

Wymagania Gosgortekhnadzor

Urządzenie, obsługa i konserwacja biogazowni muszą spełniać wymagania „Zasad projektowania i bezpiecznej eksploatacji zbiorników ciśnieniowych” Gosgortekhnadzor Republiki Kirgiskiej, jeżeli biogazownie obejmują:

• zbiorniki pracujące pod ciśnieniem gazu powyżej 0,07 MPa (0,7 kgf/cm2).
• butle przeznaczone do transportu i przechowywania sprężonych gazów pod ciśnieniem powyżej) 0,07 MPA (0,7 kgf / cm2).
• zbiorniki i beczki do transportu i przechowywania sprężonych gazów, których prężność pary w temperaturach do S0°C przekracza ciśnienie większe niż 0,07 MPa (0,7 kgf/cm2).

Osoby, które nie ukończyły 18 roku życia, posiadające zezwolenie Gosgortekhnadzor Republiki Kirgiskiej w formie zaświadczenia o ustalonym formularzu uprawniającego do obsługi biogazowni i wykonywania prac niebezpiecznych dla gazów, mogą zostać dopuszczone do obsługi biogazowni i wykonywania prace niebezpieczne dla gazów.

Konserwacja, monitorowanie i naprawa

Na konserwację biogazowni składają się prace niezbędne do sprawnej i długiej pracy biogazowni, aw przypadku awarii biogazowni przeprowadzana jest naprawa.

Codzienna konserwacja

Tabela 14 Codzienna konserwacja

Comiesięczna konserwacja

• Oczyść i kontroluj działanie gazowych urządzeń gospodarstwa domowego;
• Smaruj ruchome części;
• Przeprowadzać konserwację serwisową silników;
• Serwisuj zawory ciśnieniowe;
• Serwis systemu mieszania.

Tabela 15. Kontrola zbrojenia

Usługa roczna

• Pełna rewizja reaktora i całej instalacji;
• Sprawdź metalowe części urządzenia pod kątem rdzy, wymień powłokę ochronną;
• Sprawdź szczelność przewodów gazowych pod ciśnieniem. Często wycieki gazu nie są zauważalne podczas pracy instalacji, ponieważ są kompensowane ilością wyprodukowanego biogazu.

Monitorowanie

Monitoring polega na gromadzeniu danych o pracy instalacji dla:

• identyfikowanie problemów w pracy;
• określenie rzeczywistej opłacalności ekonomicznej i zwrotu z instalacji;
• porównanie różnych rodzajów surowców i metod pracy w celu optymalizacji.

Należy zebrać następujące dane:

• Ilość i rodzaj surowców, proporcja wody do rozcieńczania surowców;
• Temperatura surowców na różnych etapach procesu technologicznego. Dzięki regularnemu gromadzeniu danych łatwo jest zidentyfikować problemy w systemie grzewczym;
• Wyjście biogazu: pomiarów dokonuje się za pomocą gazomierza umieszczonego pomiędzy zbiornikiem gazu a reaktorem (produkcja biogazu) lub pomiędzy przyrządem a zbiornikiem gazu (zużycie biogazu). W prostych instalacjach produkcję gazu można mierzyć przy braku zużycia gazu. Zmiany w produkcji gazu i szybkość takich pomiarów pozwalają na dokładniejszą identyfikację przyczyny problemu;
• Produkcja energii elektrycznej i ciepła w dużych instalacjach;
• Bilans kwasowo-zasadowy (miesięcznie);
• Dzienna ładowana ilość surowców;
• Ilość siarkowodoru w biogazie (miesięcznie);
• Analiza efektu nawozowego bionawozu (rocznie lub sezonowo) w celu ustalenia optymalnej ilości nawozu do zastosowania na polach.
• Ewidencja awarii i ich przyczyn. Dzięki takim zapisom możliwe jest porównywanie i łatwiejsze ustalanie przyczyn awarii.

Naprawa

Awarie, które mogą wystąpić w działającej biogazowni, opisano w poniższej tabeli. Najczęstszym powodem do niepokoju jest spadek produkcji biogazu.

Tabela 16. Najczęstsze przyczyny awarii i ich eliminacja

Prace naprawcze przeprowadzane są zarówno w przypadku awarii, jak i podczas normalnej pracy zakładów. Naprawy wykraczające poza wskazane powyżej muszą być wykonywane przez specjalistów, ponieważ właściciel instalacji zwykle nie posiada wykształcenia technicznego. W każdym przypadku coroczny przegląd instalacji musi być przeprowadzany przez przeszkolonych techników.

Dokumentacja

Aby zapewnić normalną pracę, konserwację i naprawy, obiekt musi posiadać następującą dokumentację:

1. Schematy ideowe instalacji instalacji gazowych i elektrycznych, schemat układu;
2. Paszporty producentów zbiorników ciśnieniowych;
3. Plany i harmonogramy konserwacji i napraw podzespołów i urządzeń;
4. Dzienniki rejestrujące pracę instalacji i odprawy bezpieczeństwa oraz sprawdzające wiedzę personelu odpowiedzialnego za utrzymanie ruchu o „Zasadach bezpieczeństwa w gazownictwie”.

Autorzy: Vedenev A.G., Vedeneva T.A.

Zobacz inne artykuły Sekcja Alternatywne źródła energii.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Ultraczuły samochodowy czujnik obrazu Sony IMX324 28.10.2017 Sony wprowadziło nowy, 7,72-megapikselowy sensor IMX324. Czujnik ma 7,42 miliona efektywnych pikseli, najwięcej w branży. Współczynnik proporcji czujnika 1/1,7. Czułość określana jest na poziomie 2666 mV. Rozdzielczość czujnika jest taka, że ​​wykorzystująca go kamera jest w stanie uzyskać wyraźny obraz znaku drogowego z odległości około 160 metrów. Mężczyzna nie może tego zrobić. Takie czujniki są przeznaczone do pracy w elektronicznych systemach wspomagania kierowcy ADAS (zaawansowane systemy wspomagania kierowcy). Ten rozwój, według Sony, jest kompatybilny z procesorami obrazu EyeQ4 i EyeQ5 firmy Mobileye, wcześniej przejętymi przez Intel. W nocy sensory IMX324 pracują zarówno w trybie „burst” z filtrami RCCC (czerwony, trzy czyste), gdy cztery sąsiadujące piksele pracują jako jeden (tryb binningu pikseli) w celu zwiększenia czułości, jak i w naprzemiennym trybie światło/cień. Macierz pikseli dla każdej klatki na przemian przełącza się z trybu wysokiej czułości do przechwytywania obrazów w ciemnych obszarach sceny, do przechwytywania świateł w jasnym oświetleniu ulicznym i w świetle reflektorów samochodowych. Ostateczny obraz, który jest „sklejany” przez wyspecjalizowany procesor, jest szczegółowy i stosunkowo kontrastowy w cieniach i oświetleniu. Czujniki Sony IMX324 są w stanie rejestrować obrazy przy oświetleniu otoczenia tak niskim, jak 0,1 luksa. To jak fotografowanie przy pełni księżyca w bezchmurny dzień. Czujniki pomogą rozróżnić pieszego na torze i ewentualne przeszkody z dużej odległości. Sensory, co jest typowe dla Sony, są wielowarstwowe i przeznaczone do stackowania, co pozwala na zrobienie z nich aparatów kompaktowych.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ kolizja egzoplanet

▪ Kąpiel Indian Majów

▪ dentyści z epoki kamienia

▪ Złoty mundur wojskowy

▪ Koszt płyty Blu-ray

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Biografie wielkich naukowców. Wybór artykułu

▪ Artykuł autorstwa Arthura Jonesa. Słynne aforyzmy

▪ artykuł Który Japończyk przeżył dwa bombardowania atomowe z rzędu? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Ekonomista pracy. Opis pracy

▪ artykuł Anteny GP + pasma WARC. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Termostat bimetaliczny. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024